生質能的過去與未來
生質能是甚麼?
生質能(Biomass Energy),聽起來好像很現代的能源模式,又被標榜為綠色能源。它到底有多綠色?你真的認識它?接受它?願意使用它?在未來它應該擔任的角色是甚麼?當它真的又再次成為能源形式的主角時,當下的環境會是甚麼?
有很多現代人無法想像,但過去人類已經經歷過的,在當時,生質能是能源形式的主流。相對於現代的環境汙染,當初的環境美好,這樣的對比是因為生質能帶來的嗎?當然不是。那麼,為什麼要走回生質能的古老能源路線?一連串的問題堆積著,我們需要好好介紹、思考未來的能源形式,同時想像一下未來我們的環境又將如何?
從甚麼是生質能說起。所謂的生質能,英文是Biomass Energy,就是將生物產生的物質做為能量的來源使用。最常見的就是植物行光合作用後產生的纖維,纖維可以被燃燒提供能量。說成纖維你如果無法想像它的樣子,它可能是乾掉的葉子、木材、落葉堆,甚至是動物攝食後經排遺出未完全消化的糞。這下子,對生質能的想像是否貼近生活了一點,當然這並不是生質能的全部。生質能還有其他的形式,只要它符合:由生物產生的物質,且可以作為能源使用。從此,你有很多想像不到的能源形式可以使用。動物放屁中的甲烷氣體是不是生質能?是。藻類行光合作用產生的油脂,是不是生質能?是。水肥、垃圾堆中散發出的沼氣,是不是生質能?是。
生質能的缺點
相信你對生質能已經有一些基本的認識,接下來將時間為回推,回到人類未出現的早期地球。目標設定在石炭紀,約距今3億年前,當初佈滿地球的大量森林成為今天的煤礦。同樣的,你也可以想像到,當初大片海洋、湖泊出現優養化後含油脂的藻類沉積,成為了今日的石油。所以,我們今天賴以維生的石油、煤礦,其實都是當初那些生物產生的生物質。那麼今日將煤礦、石油拿出來使用為什麼又要背負那麼多的罵名呢?理由很簡短也很簡單,因為,它們不永續,總有用完的一天。諸多對化石燃料的批評難道生質能就沒有那些問題嗎?因為燃煤發電造成的空氣、水、土壤汙染,用生質能真的沒有嗎?大部分沒有,部分汙染不可逃避。化石燃料造成的汙染中,重金屬的汙染,在生質能中幾乎沒有。因燃燒後產生的硫化物、氮氧化物與隨之而來的酸雨,生質能較少。因燃燒有機物造成的二氧化碳、PM2.5等,不可避免。但在二氧化碳的淨排放上,生質能可以往零排放方向努力。簡單的總結,生質能與它的近親化石燃料之間,生質能的汙染物沒那麼多有毒物質,少造成一些酸雨,少一些二氧化碳排放,但仍存在空氣微粒的汙染。
時間往近代走,回到17世紀末、18世紀初的交界。在當時,馬車才開始慢慢被蒸汽火車頭取代,工業化的動力正在燃燒。燃燒著甚麼呢?燃燒著木材、由木材製成的煤炭、動物的油脂。在當時,如果你正浪漫的進行著一場燭光晚餐,在你面前閃爍的燭火,燃燒的可能是抹香鯨的鯨油。在那個年代,瘋狂或許最適合描述我們對生物資源利用的方式。對森林的大肆砍伐並不是發生在今天,早就開始。對生物的過度捕捉、趕盡殺絕並不是現代的專利。那是個以生質能推動的年代。工廠齒輪的運轉、蒸氣鍋爐的氣笛聲,那是一個生物們不知道能否活到明天的日子。19世紀中期以後,石油的使用不再只是用瀝青來黏城牆石磚,有更高的能源使用效率,逐漸地取代了鯨油等生質能的使用,我們已經不再針對單一物種獲取資源,生物多了一些喘息的空間、時間。但時間仍然不多了,現在生物多樣性仍大規模消失,主要原因是環境變遷、全球暖化。化石燃料的使用,暫時減緩了生物生命消逝的直接壓力,但它改變了整個地球的環境。以往生質能的利用格局,只見到人類貪婪的消耗資源,在接下來的生質能的應用我們又應該展現甚麼樣的格調,讓生質能真的能改善環境、解救生命。
『永續』解決現代與未來問題的方法
使用生質能時,存在的幾個優勢。首先,生物提供的能量最初幾乎都是來自光合作用,所以,它也是一種太陽能的轉換,是得以永續利用的能源。而且獲得的生質能形式可以是油脂、纖維素、醣類等有機物,經過轉換後可以直接當作燃油或發酵為酒精,應用在許多不同種類的動力機械。而且透過植物光合作用去獲取太陽能的效率可能會比太陽能發電來得高,畢竟它們已經經歷了數億年的演化。第二,光合作用後產生的生質能,雖然燃燒後也會釋出二氧化碳,但是,這些二氧化碳是當初光合作用時吸收下來的,如果該生質能的應用不需要經歷任何加工過程,整個生質能的應用過程可以達到二氧化碳的零排放。對解決溫室效應、溫室氣體過度排放的現象是一種很重要的解藥。讓我們在有燃料使用的同時,又不會造成空氣中二氧化碳總量的增加。
有這麼多優勢,生質能似乎可以無限制的使用?不行。稱得上綠能的重點在於,該能源的使用可以“永續利用”。永續不該只是一種行為方法,更該是一種治世的態度與思維。當作任何的決策可以思考到未來是否能永續,那我們就不會以消耗未來子孫的資源來成就現代人的舒適生活。
過度砍伐、耗盡地力、過度漁撈這些是人類這物種常有的行為,如何在資源利用與友善環境之間取得平衡,或許不是任何一方的利益團體說了算的,永續將會是我們的準則。引述著名的海洋學家席薇亞‧厄爾(Sylvia Earle)名言,「未來會如何,取決於我們現在做了什麼,或是沒做什麼。我們不能只想到自己,也要為地球上所有的生命著想」
未來會如何?
如果以永續當作解答。想必我們不該大規模砍樹來獲得可以燃燒的木材,也不應該只是種樹不作收成,而是應該把種植與收穫達到平衡。從生質能的收成,我們可以得到,生質柴油、生質酒精、沼氣、生物氫氣、甲烷、木顆粒燃料,許多種不同形式的能源。當大規模的太陽能光電廠、風力發電廠、潮汐發電、洋流發電都順利發展後,生質能是否就會走入歷史?不會的,即便能夠收穫的生質能不多,仍然該收穫。因為當所有路上車子都是電動車時,救災救難的車、重型機具依然經不起電池耗盡,最快解決問題的方法會是將油倒入重機械的油箱。能源形式的多元化將是一個須維持的狀態,或許博物館內的蒸氣耕耘機又會有在田間漫步的一天。沒有什麼是一定要的方式,只有如何讓它永續的方法。未來不只能源問題該被解決,但能源問題仍是推動社會經濟的主要議題。
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